『佃暖困翻田 第３４卷第１０期２０１４年１０月 山西煤炭 ＳＨＡＮ×Ｉ ＣＯＡＬ Ｖｏ１．３４ Ｎｏ．１Ｏ Ｏｅｔ．２０１４ 文章编号：１６７２—５０５０（２０１４）１０—００７４—０３ Ｄ０Ｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－５０５０．２０１４．１０．０２８ 矿井水害形成的原因 李左琴 仙西省煤炭－Ｖ，ＩＨＹ煤炭资源地质局，太原摘０３００４５） 要：恒泰常顺煤业矿井开采石炭系上统太原组的８号、９号、１５上号、１５号煤层，通过对矿井水文地质条件及各种 水害形成的原因进行分析，指出采空区、小（古）窑破坏区积水是该矿水害防治重点，提出了水害防治安全技术措施，对矿井 安全生产提供了一定的保证。 关键词：矿井水文；地质条件；水害 中图分类号：ＴＤ７４１ 文献标识码：Ａ 恒泰常顺煤业井田面积７．５９９ ７ ｋｍ ，二叠系下 统山西组和石炭系上统太原组为本区主要含煤地 水水源。 综上所述：煤层、含水层及隔水层均为交互相沉 积，煤层夹于含水层中，其顶底板均有含水层和隔水 层，所以矿井在开采煤层时，含水层会受到影响，地 下水的补、径、排关系会发生变化。 １．２矿井水文地质条件及含水层特征 层，其中太原组９号、１２号、１５上号、１５号煤层为主 要可采煤层。 １矿井水文地质条件及其特征 １．１煤系含水层与隔水层组合关系 １）山西组。本组厚度３８．２０～６５．３０ ｍ，平均４５．００ ｍ，连续沉积于太原组之上，为陆相碎屑岩沉积含煤 建造，井田内含煤地层之一，以下部灰色中粗粒砂岩 （Ｋ ）底面为山西组与太原组的分界线。主要由灰色砂 岩、灰黑色砂质泥岩、细砂岩及煤层组成。含４层煤， １）矿井水文地质条件。矿井含水层多，富水性较 强，水文地质条件中等。 ２）含水层。山西组、太原组为矿井含煤地层，上 覆含水层主要为上、下石盒子组、山西组及太原组砂 岩裂隙水，下伏为奥陶系岩溶裂隙水。①上、下石盒 子组砂岩裂隙含水层。上、下石盒子组砂岩裂隙含水 均为不可采煤层。山西组含砂岩层数多，厚度大，但 裂隙发育程度差，含水层主要为砂岩裂隙水，隔水层 为砂质泥岩、泥岩和煤互层。隔水层多于含水层，富 水性弱。 ２）太原组。本组厚度为９５～１３３ ｍ，为海陆交互相 沉积，由深灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰白色细砂 岩、灰黑色石灰岩及煤层组成，含８号、９号、１１号、 １２号、１３号、ｌ５上号、１５号煤层，其中可采煤层５ 层，即８号、９号、１２号、１５上号、１５号，其余均为不 层砂岩裂隙发育，由于大气降水补给有限，属于弱富 水性含水层。②山西组砂岩裂隙含水层。山西组含砂 岩层数多，厚度大，但裂隙发育程度差，据区域资料， 单位涌水量０．０００ ２ Ｌ／ｓ・ｍ，渗透系数Ｏ．００１ １ ｍ／ｄ。因 此，该层属于富水性弱的含水层。③太原组石灰岩岩 溶、砂岩裂隙含水层。太原组赋存有四层含水层，即 Ｋ 、 、Ｋ 石灰岩和Ｋ 砂岩，含水层厚度较大，且井田 北部又有该组出露，补给良好，富水性较强，对煤层 开采有一定的影响。其中以Ｋ：灰岩含水层厚，含水性 最强，一般在１０ ｍ左右，是１５号煤的顶板。据１１９ 可采煤层。该组赋存有４层含水层，即Ｋ 、Ｋ３、Ｋ 石灰 岩和Ｋ 砂岩，含水层厚度较大，且井田北部又有该组 出露，补给良好，富水性较强，对煤层开采有一定的 队详查钻孔资料，在钻至该层位时，冲洗液漏失严 重，单位涌水量０．２７～０．７１０ Ｌ／ｓ・ｍ，渗透系数０．２１６～ 影响。其中以Ｋ 灰岩含水层最厚，含水性最强，一般 在１０ ｍ左右，是１５上号煤的顶板，是下组煤主要充 ６．２９９ ｍ／ｄ，属富水性中等的含水层。④奥陶系石灰岩 岩溶裂隙含水层。本含水层厚度１１０ ｍ左右，井田内 收稿日期：２ｏ１４—０８—０６ 作者简介：李左琴（１９７６一），女，山西兴县人，大学本科，助理工程师，从事煤田地质研究工作。 ７４ 第３４卷第１０期 山西煤炭 未出露，含水层主要为上马家沟组，埋藏于煤系地层 下部，岩性主要为灰色，厚层状石灰岩，普遍有被水 侵蚀溶解现象，局部溶洞裂隙发育。据１ １９队１９８９ 年６月提交的《山西省沁水煤田寿阳东勘探区详查 地质勘探报告》钻孔资料，峰峰组富水性较弱，其下 部上马家沟组为强含水层。奥灰地下水位标高 ４６０．００～６２０．００ ｍ。２０１ １年８月初该矿委托盂县晋盂 井业有限公司为其在井田东北部钻凿一眼深水井， 井深１ ２４０．００ ｍ，终孔层位下马家沟组，静止水位埋 深６３０ ｍ，单井出水量２１ ｍ３／ｈ，奥灰水水位标高为 ５５３．５７ ｍ，水质类型为ＨＣＯ 一Ｃａ・Ｍｇ型。该水井水属 奥陶系灰岩水，水量较大。从区域资料结合井田内水 井资料分析，该含水层属富水性弱一强的含水层。 １．３ 井田地下水补给、径流和排泄的关系 第四系孔隙含水层主要接受大气降水的补给， 向地表及下伏基岩风化壳含水层排泄。基岩风化壳 含水层，主要接受大气降水及沟谷处地表水的补给， 局部可以得到第四系孔隙水的补给，通过裂隙向下 伏岩层人渗，由于沟谷的切割，局部又以泉的形式 排泄。 煤系地层各含水层接受上覆含水层的补给顺层 运移，若无构造沟通或人为破坏，则各含水层相对独 立，水力联系差，地下水主要以层间运移为主。 下伏奥灰岩溶含水层在区外接受大气降水的补 给，岩溶水向东南径流至娘子关泉排泄。 ２矿井水害类型及其防治措施 根据以上矿井水文地质条件的叙述，该矿生产 过程中主要有以下３种类型的矿井水害。 ２．１大气降水与地表水 据调查，井下涌水量随着大气降水量的增大有 增大的趋势，即大气降水是该矿矿坑水的来源之一， 即降水通过基岩裂隙及松散沉积物孔隙渗入地下， 在岩石裂隙或采空导水裂隙相互沟通的情况下进入 坑道。 井田内沟谷发育，各大小沟谷平时为干沟，仅在 雨季汇集井田中部、东部及东南部较大沟谷洪水沿 沟排泄至井田外秀水河。该区属海河流域滹沱河水 系，地表水随季节变化水量变化明显。其中井田内中 部西南关河对矿区采煤有一定影响。 本井田四层可采煤层在井田北部均有剥蚀露 头。在煤层浅埋处，当采煤引起地面塌陷时，大气降 水部分及地表水将会通过岩石裂隙或采空塌陷所产 生的导水裂隙及松散沉积物孔隙进人矿井形成水害。 防治措施：在水体下方留足防隔水煤柱。 ２．２煤系含水层水 主要为二叠系砂岩裂隙水及石炭系上统太原组 岩溶、砂岩裂隙水，其中石炭系上统太原组岩溶、砂 岩裂隙水为本井田的直接充水含水层。由于太原组 灰岩裂隙含水层富水性不均匀，且下层煤采动裂缝 可能沟通上层煤采空区积水，其间含水层的性质也 将发生较大的变化，对矿井有一定的影响，也可能对 安全生产构成威胁。 防治措施：在采掘过程中，适时进行矿井水文地 质补充勘探，密切关注矿井涌水量的变化，并配足排 水设备，将采掘过程中破坏的含水层中的水及时 抽放。 ２．３采空区、小（古）窑破坏区积水 据调查，井田内８号煤层井田存在小面积采空 区，９号、１５号煤层井田现存在较大面积采空区，各 煤层井田在低洼地带均存在不同程度积水。 该矿为开采８号、９号、１５上、１５号煤时间较长 的老矿，部分采（古）空区内存在积水，采（古）空区积 水是山西煤炭运销集团盂县恒泰常顺煤业有限公司 主要的充水水源也是防治水工作的重点。采空区积 水现为同层的采空区积水，以静储量为主，初见水量 大，对安全有一定的威胁。 防治措施：按照《煤矿防治水规定》和山西省行 业管理有关规定，应补充、完善严格“物探先行、化探 跟进、钻探验证”的综合探测程序，建立健全“探测超 前、预报准确、防治达效、管理到位”的防治水工作体 系。严格执行探、掘分离的规定和“有疑必停、有险必 撤”的紧急措施。坚决做到“采掘规划没批准或施工 计划外工程不生产作业，没有经过探放水的区域不 安排生产作业，没有经过探放水队签字确认的工作 面不生产作业。 ３ 结束语 综上所述，恒泰常顺煤业矿井的水害主要受煤 炭开采多年、矿井水文地质条件的影响。采空区、小 （古）窑破坏区积水是该矿水害防治重点。一定要认 真贯彻《煤矿防治水规定》中坚持“预测预报，有掘必 探，先探后掘，先治后采”的原则，采取防、堵、疏、排、 截的综合治理措施，确保矿井安全生产。 ７５ 山西煤炭 第３４卷第１０期 参考文献： 【１】国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局．煤矿防治水规定【Ｍ】．北京：煤矿工业出版社，２００９ ［２］章至洁，韩宝平，张月华．水文地质学基础［Ｍ］．徐州：中国矿业大学出版社，１９９５． ［３］山西省煤炭志［Ｍ】．太原：山西省煤炭工业局，１９８５． 【４１贾绣明．煤矿地质学［Ｍ］．徐州：中国矿业大学出版社，２００７． 【５】张光德．矿井水灾防治［Ｍ］徐州：中国矿业大学出版社，２００２． ［６］袁河津．煤矿防治水知识培训教材［Ｍ】．徐州：中国矿业大学出版社，２００９． Ｃａｕｓｅｓ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｈａｚａｒｄｓ ｉｎ Ｈｅｎｇｔａｉ Ｃｈａｎｇｓｈｕｎ Ｃｏａｌ Ｃｏ． ＬＩ Ｚｕｏｑｉｎ （Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｃｏａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｇｅｏｌｏｇｙ，Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｏａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｏｆ Ｓｈａｎｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３００４５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｏ．８，Ｎｏ．９，Ｎｏ．１５－ｕｐ，ａｎｄ Ｎｏ．１５ ｃｏａｌ ｓｅａｍ ｏｆ ｔｈｅ Ｔａｉｙｕａｎ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｕｐｐｅｒ ｃａｒｂｏｎｉｆｅｒｏｕｓ ｉｎ Ｈｅｎｇｔａｉ Ｃｈａｎｇｓｈｕｎ Ｃｏａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．ｗｅｒｅ ｍｉｎｅｄ．Ｏｎ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅｉｒ ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｈａｚａｒｄｓ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｉｎ ｇｏａｆｓ ａｎｄ ｉｎ ｆａｉｌｕｒｅ ｚｏｎｅｓ ｏｆ ｓｍａｌｌ（ｏｒ ａｎｃｉｅｎｔ）ｃｏａｌ ｐｉｔｓ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｔｈｅ ｆｏｃｕｓ ｏｆ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏ１．Ｓｏｍｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ｗｅｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｃｏｕｌｄ ｇｕａｒａｎｔｅｅ ｔｈｅ ｓａｆｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｎｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｉｎ ｍｉｎｅ；ｗａｔｅｒ ｈａｚａｒｄｓ 编辑：刘新光 （上接第５５页） 切顶柱帽为６００ ｍｍ的小耵形钢梁，端头工要认真执 行先收切顶柱，再拉过渡支架，及时补上煤溜机尾后 方的液压单体柱。回收最后一排切顶柱前，必须由排 头架侧向煤柱侧逐根回收，最后回收切顶柱的戗柱； 顶板破碎时，可在工作面安全出口处，采用两根长 并设有防倒保护。 ５ 结束语 综上所述，以３４０９工作面为例的支护设计和顶 板控制探究中，采用了与三号煤层赋存地质情况结 形钢梁配合单体柱支护，分别与过渡架前梁和尾梁 平行支设，进行抬棚加强支护，安全出口必须保证行 合较紧密合理的装备及顶板控制技术，确保了矿井 年产１８０万ｔ的生产能力，达到了高产高效矿井的 要求。 人正常通行。所有支护的单体柱压力必须达到要求， Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｏｏｆ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｆｕｌｌｙ－ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ Ｍｉｎｉｎｇ Ｆａｃｅ ｉｎ Ｔａｎｇ ａｎ Ｍｉｎｅ ＨＥ Ｙｏｎｇｚｈｏｎｇ （Ｔａｎｇ ａｎ Ｍｉｎｅ，Ｓｈａｎｘｉ Ｌａｎｈｕａ Ｓｃｉ－Ｔｅｃｈ Ｖｅｎｔｕｒｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇａｏｐｉｎｇ ０４８４０７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ ３４０９ ｆｕｌｌｙ—ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ ｍｉｎｉｎｇ ｆａｃｅ ｉｎ Ｔａｎｇ ａｎ Ｍｉｎｅ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ Ｎｏ． ３ ｃｏａｌ ｓｅａｍ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｐｐｏｒｔ ａｎｄ ｒｏｏｆ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆｕｌｌｙ—ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ ｍｉｎｉｎｇ ｆａｃｅ ｍｅｔ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｓｔａｎｄａｒｄ ｏｆ ｓａｆｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｇａｔｏｎｓ ｍｉｎｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｕｌｌｙ－ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ ｍｉｎｉｎｇ；ｓｕｐｐｏｒｔ；ｒｏｏｆ 编辑：樊７６ 敏
